2020--2021粤教版物理选修3—1第三章 磁场Word练习附答案

2020--2021粤教版物理选修3—1第三章
磁场练习附答案
粤教版选修3--1第三章
磁场
1、如图所示，水平直导线ab通有向右的电流I后，置于导线正下方原来静止的小磁针的S极将(　　)
A．向纸外偏转
B．向纸内偏转
C．在纸面内顺时针转过90°
D．不动
2、如图是一种利用电磁原理制造的充气泵的结构示意图，其工作原理类似打点计时器．当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的是(　　)
A．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极
B．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极
C．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极
D．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极
3、如图所示，质量m＝0.5
kg、长L＝1
m的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架向下(磁场范围足够大)，右侧回路电源电动势E＝8
V，内电阻r＝1
Ω，额定功率为8
W、额定电压为4
V的电动机正常工作，(取g＝10
m/s2)则(　　)
A．回路总电流为2
A
B．电动机的额定电流为4
A
C．流经导体棒的电流为4
A
D．磁感应强度的大小为1.5
T
4、电流表中蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐射分布的，下列说法正确的是(　　)
A．目的是使线圈平面始终与磁感线平行
B．目的是让磁铁和铁芯间形成匀强磁场
C．离转轴越远，越靠近磁极，因此磁感应强度越大
D．目的是使线圈平面始终与磁感线垂直
5、(多选)如图是表示磁场磁感应强度B、负电荷运动速度v和磁场对负电荷洛伦兹力F的相互关系图，这四个图中正确的是(B、v、F两两垂直)(　　)
6、如图所示，水平导线中有电流I通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同，则电子将(　　)
A．沿路径a运动，轨迹是圆
B．沿路径a运动，轨迹半径越来越大
C．沿路径a运动，轨迹半径越来越小
D．沿路径b运动，轨迹半径越来越小
7、(双选)如图所示，关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是(　　)
A.甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针的力的作用是通过小磁针的磁场发生的
B．乙图中，磁体对通电导线的力的作用是通过磁体的磁场发生的
C．丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的
D．丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的
8、有四条垂直于纸面的长直固定导线．电流方向如图所示，其中a、b、c三条导线到d导线的距离相等，三条导线与d的连线互成120度角．四条导线的电流大小为都为I，其中a导线对d导线的安培力为F.现突然把c导线的电流方向改为垂直于纸面向外，电流大小不变．此时d导线所受安培力的合力为(　　)
A．0　　　B．F　　　C．F　　　D．2F
9、(双选)关于直流电动机，下列说法正确的是(　　)
A．直流电动机的工作原理是磁场对电流的作用
B．直流电动机正常工作时将电能转化为磁场能
C．直流电动机的换向器是两个彼此绝缘的半铜环组成的
D．电源的正负极和磁场的方向都改变，直流电动机的转动方向也改变
10、两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1∶4，电量之比为1∶2，则两带电粒子受洛伦兹力之比为(　　)
A．2∶1　　　　　　　
B．1∶1
C．1∶2
D．1∶4
11、(双选)质谱仪是测带电粒子质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是带电粒子(不计重力)经同一电场加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子的质量．其工作原理如图所示，虚线为某粒子的运动轨迹，由图可知(　　)
A．此粒子带负电
B．若只增大加速电压U，则半径r变大
C．若只增大入射粒子的质量，则半径r变小
D．x越大，则粒子的质量与电荷量之比一定越大
12、如图所示，小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中有电流时，小磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家和观察到的现象是(　　)
A．物理学家伽利略，小磁针的N极垂直转向纸内
B．天文学家开普勒，小磁针的S极垂直转向纸内
C．物理学家牛顿，但小磁针静止不动
D．物理学家奥斯特，小磁针的N极垂直转向纸内
13、磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2.5
A，导线长1
cm，它受到的安培力为5.0×10－2
N．求：
(1)这个位置的磁感应强度大小；
(2)如果把通电导线中的电流增大到5
A时，这一位置的磁感应强度大小；
(3)如果通电导线在磁场中某处不受安培力，是否能肯定在这里没有磁场？
14、如图所示，一束电子(电荷量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与原来入射方向的夹角是30°，试计算：
(1)电子的质量．
(2)穿出磁场的时间．
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磁场练习附答案
粤教版选修3--1第三章
磁场
1、如图所示，水平直导线ab通有向右的电流I后，置于导线正下方原来静止的小磁针的S极将(　　)
A．向纸外偏转
B．向纸内偏转
C．在纸面内顺时针转过90°
D．不动
A　[根据安培定则可以确定，通电直导线在其下方产生垂直纸面向里的磁场，在磁场力的作用下，小磁针N极向纸内偏转、S极向纸外偏转，A项正确．]
2、如图是一种利用电磁原理制造的充气泵的结构示意图，其工作原理类似打点计时器．当电流从电磁铁的接线柱a流入，吸引小磁铁向下运动时，以下选项中正确的是(　　)
A．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为N极
B．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为S极
C．电磁铁的上端为N极，小磁铁的下端为S极
D．电磁铁的上端为S极，小磁铁的下端为N极
D　[当电流从a端流入电磁铁时，根据安培定则判断出电磁铁的上端为S极，此时它能吸引小磁铁向下运动，说明小磁铁的下端为N极．]
3、如图所示，质量m＝0.5
kg、长L＝1
m的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架向下(磁场范围足够大)，右侧回路电源电动势E＝8
V，内电阻r＝1
Ω，额定功率为8
W、额定电压为4
V的电动机正常工作，(取g＝10
m/s2)则(　　)
A．回路总电流为2
A
B．电动机的额定电流为4
A
C．流经导体棒的电流为4
A
D．磁感应强度的大小为1.5
T
D　[电动机正常工作时，有PM＝UIM，代入数据解得IM＝2
A，通过电源的电流为I总＝＝
A＝4
A，流过导体棒的电流I为I＝I总－IM＝4
A－2
A＝2
A．故A、B、C错误；导体棒静止在导轨上，由共点力的平衡可知，安培力的大小等于重力沿斜面向下的分力，即：F＝mg
sin
37°＝0.5×10×0.6
N＝3
N，由安培力的公式F＝BIL，解得B＝1.5
T，故D正确．]
4、电流表中蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐射分布的，下列说法正确的是(　　)
A．目的是使线圈平面始终与磁感线平行
B．目的是让磁铁和铁芯间形成匀强磁场
C．离转轴越远，越靠近磁极，因此磁感应强度越大
D．目的是使线圈平面始终与磁感线垂直
A　[辐射磁场的目的是使线圈平行于磁感线，线框在转动中安培力大小不变，A正确，D错误；辐射磁场各处磁感应强度方向不同，距离轴线越远磁场越弱，则B、C错误．]
5、(多选)如图是表示磁场磁感应强度B、负电荷运动速度v和磁场对负电荷洛伦兹力F的相互关系图，这四个图中正确的是(B、v、F两两垂直)(　　)
ABC　[根据左手定则，使磁感线垂直穿入手心，四指指向v的反方向，从大拇指所指方向可以判断，A、B、C图中所标洛伦兹力方向正确，D图中所标洛伦兹力方向错误．]
6、如图所示，水平导线中有电流I通过，导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同，则电子将(　　)
A．沿路径a运动，轨迹是圆
B．沿路径a运动，轨迹半径越来越大
C．沿路径a运动，轨迹半径越来越小
D．沿路径b运动，轨迹半径越来越小
B　[水平导线在导线下方产生的磁场方向垂直纸面向外，由左手定则可判断电子运动轨迹向下弯曲，又由r＝知，B减小，r越来越大，故电子的径迹是a.故选B.]
7、(双选)如图所示，关于磁铁、电流间的相互作用，下列说法正确的是(　　)
A.甲图中，电流不产生磁场，电流对小磁针的力的作用是通过小磁针的磁场发生的
B．乙图中，磁体对通电导线的力的作用是通过磁体的磁场发生的
C．丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的
D．丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的
BC　[甲图中，电流对小磁针的力的作用是通过电流的磁场发生的；乙图中，磁体对通电导线的力的作用是通过磁体的磁场发生的；丙图中，电流对另一个电流的力的作用是通过该电流的磁场发生的．综上所述，选项B、C正确．]
8、有四条垂直于纸面的长直固定导线．电流方向如图所示，其中a、b、c三条导线到d导线的距离相等，三条导线与d的连线互成120度角．四条导线的电流大小为都为I，其中a导线对d导线的安培力为F.现突然把c导线的电流方向改为垂直于纸面向外，电流大小不变．此时d导线所受安培力的合力为(　　)
A．0　　　B．F　　　C．F　　　D．2F
D　[a导线对d导线的安培力为F，三条导线与d的连线互成120°，因此在c导线的电流方向改变之前，d导线所受安培力的合力为零；当c导线的电流方向改变之后，a、b导线对d导线的安培力夹角为120°，大小为F，因此此两个安培力的合力为F，方向指向c导线，而c导线对d导线的安培力大小为F，方向指向c导线，那么此时三导线对d导线所受安培力的合力为2F，故A、B、C错误，D正确．]
9、(双选)关于直流电动机，下列说法正确的是(　　)
A．直流电动机的工作原理是磁场对电流的作用
B．直流电动机正常工作时将电能转化为磁场能
C．直流电动机的换向器是两个彼此绝缘的半铜环组成的
D．电源的正负极和磁场的方向都改变，直流电动机的转动方向也改变
AC　[直流电动机是因为受安培力而转动，故A正确；其正常工作时要消耗电能输出机械能，故B错误；为了保证直流电动机中的线圈在一周之内的转动过程中，线圈中的电流正好换向，必须有一个改变电流方向的装置——换向器，它必须由两部分组成且彼此绝缘，能随线圈一起转动，C正确；直流电动机的转动方向由电流方向和磁场方向共同决定，因此如果两方向同时改变其转动方向不变，D错误．]
10、两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1∶4，电量之比为1∶2，则两带电粒子受洛伦兹力之比为(　　)
A．2∶1　　　　　　　
B．1∶1
C．1∶2
D．1∶4
C　[带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时，洛伦兹力F＝qvB，与电荷量成正比，与质量无关，C项正确．]
11、(双选)质谱仪是测带电粒子质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是带电粒子(不计重力)经同一电场加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子的质量．其工作原理如图所示，虚线为某粒子的运动轨迹，由图可知(　　)
A．此粒子带负电
B．若只增大加速电压U，则半径r变大
C．若只增大入射粒子的质量，则半径r变小
D．x越大，则粒子的质量与电荷量之比一定越大
BD　[由题图结合左手定则可知，该粒子带正电，故A错误；根据动能定理得，qU＝mv2，由qvB＝m得，r＝，若只增大加速电压U，则半径r变大，故B正确；若只增大入射粒子的质量，则半径也变大，故C错误；x＝2r＝2，x越大，则越大，D正确．]
12、如图所示，小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中有电流时，小磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家和观察到的现象是(　　)
A．物理学家伽利略，小磁针的N极垂直转向纸内
B．天文学家开普勒，小磁针的S极垂直转向纸内
C．物理学家牛顿，但小磁针静止不动
D．物理学家奥斯特，小磁针的N极垂直转向纸内
D　[发现电流的磁效应的科学家是奥斯特，根据右手螺旋定则和小磁针N极所指的方向为该点磁场方向可知D正确．]
13、磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流是2.5
A，导线长1
cm，它受到的安培力为5.0×10－2
N．求：
(1)这个位置的磁感应强度大小；
(2)如果把通电导线中的电流增大到5
A时，这一位置的磁感应强度大小；
(3)如果通电导线在磁场中某处不受安培力，是否能肯定在这里没有磁场？
[解析]　(1)由磁感应强度的定义式得
B＝＝
T＝2
T.
(2)磁感应强度B是由磁场自身决定的，和导线的长度L、电流I的大小无关，所以该位置的磁感应强度还是2
T．
(3)如果通电导线在磁场中某处不受安培力，则有两种可能：①该处没有磁场；②该处有磁场，但通电导线与磁场方向平行．
[答案]　(1)2
T　(2)2
T　(3)不能肯定
14、如图所示，一束电子(电荷量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与原来入射方向的夹角是30°，试计算：
(1)电子的质量．
(2)穿出磁场的时间．
[解析]　(1)电子在磁场中运动，只受洛伦兹力作用，故其轨迹是圆周的一部分，又因为F⊥v，故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到洛伦兹力指向的交点，如题图所示的O点．由几何知识可知，CD间圆心角θ＝30°，OD为半径．
r＝＝2d，又由r＝得m＝.
(2)CD间圆心角是30°，故穿过磁场的时间t＝，故t＝×＝.
[答案]　(1)　(2)